新研究揭示了毛象猛olly的進(jìn)化生物學(xué)
芝加哥大學(xué)的Vincent Lynch博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),廣泛的基因變化導(dǎo)致了羊毛猛mm象變成羊毛猛ma象,其中包括與皮膚和頭發(fā)發(fā)育,脂肪代謝,胰島素信號(hào)傳導(dǎo)甚至身體特征有關(guān)的基因,例如顱骨形狀,小耳朵和短尾巴。作為一項(xiàng)功能測(cè)試,林奇博士及其合著者復(fù)活了一個(gè)與溫度感應(yīng)有關(guān)的羊毛猛ma象基因。
為了確定構(gòu)成猛ly象適應(yīng)極端寒冷的基礎(chǔ)的基因變化,林奇博士的團(tuán)隊(duì)對(duì)三只亞洲象和兩只猛 two 象(Mammuthus primigenius)的核基因組進(jìn)行了測(cè)序。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了大約140萬(wàn)種羊毛猛unique特有的遺傳變異。這些引起了大約1,600個(gè)基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的變化,包括26個(gè)失去功能的基因和一個(gè)被復(fù)制的基因。
為了推斷出這些差異的功能影響,研究小組進(jìn)行了多種計(jì)算分析,包括與已知基因功能的大型數(shù)據(jù)庫(kù)以及人工失活了基因的小鼠的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較。
“這是迄今為止最全面的研究,著眼于使毛猛ma象變成毛猛ma象的基因變化。他們是一個(gè)很好的模型,以了解如何進(jìn)化形態(tài)的作品,因?yàn)槊歪锸侨绱嗣芮邢嚓P(guān)的生活的大象,它有沒(méi)有他們的特質(zhì),”林奇博士論文報(bào)告的結(jié)果的第一作者說(shuō),期刊細(xì)胞報(bào)告(bioRxiv.org預(yù)印本)。
特別引起關(guān)注的是負(fù)責(zé)溫度感覺(jué)的基因組,它們?cè)陬^發(fā)生長(zhǎng)和脂肪儲(chǔ)存中也起著作用。
研究人員使用祖先序列重建技術(shù)來(lái)恢復(fù)這些基因之一TRPV3的猛mm版本。
當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室中移植到人類細(xì)胞中時(shí),TRPV3產(chǎn)生的蛋白質(zhì)對(duì)熱的響應(yīng)要比該基因的原始大象版本低。
人工沉默TRPV3的小鼠中的觀察結(jié)果支持了該結(jié)果。這些老鼠比正常老鼠更喜歡寒冷的環(huán)境,并且頭發(fā)蓬松。
盡管這些基因的功能與已知的毛猛mm象生活的環(huán)境非常匹配,但科學(xué)家們警告說(shuō),這并不是直接證明它們?cè)诨畹拿蚼m象中的作用。
Lynch博士總結(jié)道:“ 除非有人復(fù)活一個(gè)完整的羊毛猛wool象,否則我們無(wú)法絕對(duì)確定地知道這些基因的作用,但我們可以嘗試通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)推斷出這些基因。”
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